Bajo cargas verticales, el momento de flexión de la viga en un puente de marco rígido continuo es generalmente más pequeño que el de una viga continua o viga simplemente soportcon la misma envergadura, y su capacidad de expansión es mayor que la de puentes de viga ordinarios. Por lo tanto, los puentes de hormigón pretensado son actualmente el tipo de puente principal para puentes de largo tramo.

Doble muelle de la pared delgadayMuelle de una sola pared delgadaSon los tipos principales de pilares principales para puentes de estructura rígida continua. Existen diferencias significativas entre los dos en términos de características de rigidez, resistencia a la fuerza y adaptabilidad de la construcción, por lo que son adecuados para diferentes escenarios de ingeniería y requisitos técnicos. Este artículo analizará sistemáticamente las características técnicas y los límites aplicables de los dos tipos de muelle a partir de tres dimensiones principales: comparación de tipo de muelle principal, requisitos de la etapa de construcción y aplicabilidad del puente completado, proporcionando referencias profesionales para la selección de los muelles principales en el diseño de ingeniería.

Comparación de los principales tipos de muelle

Los puentes de estructura rígida continua ubicados en áreas montañosas o cañones por lo general tienen relativamenteMuelles altos. El diseño de pilares altos no sólo debe considerar las fuerzas internas del puente en el estado terminado, sino también las fuerzas internas y la estabilidad estructural bajo diversas condiciones de trabajo durante la etapa de construcción. En la actualidad, se han construido en China un gran número de puentes de estructura rígida de largo alcance de alto muelle continuo. La mayoría de estos puentes de estructura rígida continua completa adoptan pilares de paredes delgadas dobles O pilares de pared delgada individuales, y pilares de pared delgada dobles Son más ampliamente utilizados que los pilares de pared delgada individuales. El diseño de pilares altos para puentes de estructura rígida continua debe tener en cuenta los siguientes factores:

1. Para adaptarse a la deformación de la estructura superior del puente causada por la temperatura y la contracción y fluencia del hormigón, el diseño longitudinal del puente debe tener una cierta rigidez.

2. La rigidez flexural y la rigidez torsional de los pilares deben ser diseñados adecuadamente para garantizar la estabilidad y seguridad en diversas condiciones de trabajo durante la etapa de construcción.

3. La rigidez transversal de los pilares debe ser diseñada para ser lo más grande posible para resistir las cargas de viento cruzado y reducir la deformación estructural causada por las cargas excéntricas del vehículo.

4. Para reducir el impacto de las cargas de viento en la estructura del puente, el área transversal de barlovento y la forma de los pilares deben estar razonablemente diseñados.

5. La rigidez longitudinal de los pilares debe ser diseñada teniendo en cuenta los requerimientos sísmicos y las condiciones geológicas. Para sitios en buenas condiciones, la rigidez longitudinal de los pilares debe ser diseñada para ser relativamente flexible. 

Debido a la relativamente pequeña rigidez longitudinal alo largo del puente, los pilares de doble pared delgada Tienen una fuerte adaptabilidad a la deformación longitudinal del puente, por lo que este tipo de muelle es ampliamente utilizado en puentes de estructura rígida continua con una altura de muelle de menos de 50m. Comparado con pilares de pared delgada individuales, pilares de pared delgada dobles Tienen las siguientes ventajas:

1. Bajo las condiciones de la misma capacidad de adaptación ala temperatura del sistema y la contracción y fluencia del hormigón, y la misma rigidez de empuje longitudinal, puede proporcionar una cierta rigidez flexural para resistir cargas desequilibrdurante la etapa de construcción en voladiza.

2. La rigidez de empuje longitudinal de los pilares se puede ajustar no sólo mediante el ajuste del tamaño de la sección de una sola extremi, el espacide las vigas de Unión, y la sección de las vigas de Unión de los pilares de doble pared delgada Pero también mediante la colocación de vigas de Unión temporales durante la etapa de construcción para ajustar el empuje longitudinal y la rigidez flexural de los pilares, de modo que los pilares puedan cumplir con los requisitos de fuerza de cada etapa.

3. Los pilares de doble brazo tienen un menor área transversal de barlovento y coeficiente de forma de carga de viento, lo que los hace más adecuados para resistir cargas de viento cruzado en cañones.

Para pilares de sección de una sola extremicon una altura superior a 50m, se suelen adoptar secciones huecas. Este tipo de sección es similar a dos pilares huecos de una sola pared, con relativamente alta dificultad de construcción y costo. Si los pilares de pared delgados dobles Se adoptan, el tamaño de la sección de una sola extremitambién debe ser aumentado. La sección de caja de un solo miembro tiene una gran rigidez flexural y torsional y una gran rigidez de empuje longitudinal. Esta característica es más favorable durante la etapa de construcción y puede resistir mejor cargas desequilibrdurante la etapa de construcción. Sin embargo, en la etapa de operación posterior, bajo la acción de la temperatura y la contracción y la deformación del hormigón, la estructura generará grandes fuerzas internas. Tanto las columnas del muelle y la fundación están en un estado de tensión desfavorable, lo que requiere tamaños de sección más grandes y cantidades de barras de acero, lo que resulta en un aumento de los costos y la disminución de la economía.

Requisitos de la fase de construcción

Las tecnologías de construcción de formas deslizantes y formas trepadson dos tecnologías comúnmente utilizadas para la construcción de muelles altos. Para adaptarse a las tecnologías de construcción de formas deslizantes y escaladoras, los pilares deben adoptar una forma relativamente simple. Comparado con pilares dobles de pared delgada, pilares de pared delgada individuales Son más convenientes para la construcción. Durante la construcción de la viga principal con aViajero de forma, la estabilidad estructural es la más baja cuando el viajero forma Se completa la construcción del cuerpo de la viga más lej. Bajo esta condición de trabajo, la seguridad de los pilares de pared delgada única Es generalmente más fuerte que la de los pilares de doble pared delgada. Debido a la mayor rigidez torsional de los pilares de pared delgada Que los pilares de doble pared delgada, la resistencia al viento de los pilares de pared delgada individuales Es más fuerte bajo la acción del viento cruzado durante la etapa de construcción. Para los pilares de pared doble delgada, se pueden configurar estructuras de conexión temporales para mejorar su rigidez torsional, mejorando así la seguridad contra el viento.

Aplicabilidad del puente completado

Un muelle de doble pared está compuesto por dos pilares paralelos de hormigón de paredes delgadas fijados con la viga principal. El nodo de conexión rígido formado por él y la viga principal tiene una alta rigidez flexural pero una débil resistencia al empuje. Por lo tanto, esta estructura puede permitir que la estructura superior tenga un gran desplazamiento longitudinal alo largo del puente, reducir el momento de flexión negativo en la parte superior del muelle de la viga principal, y hacer que la distribución general de la fuerza interna de la estructura sea más uniforme y razonable. Para pilares de un solo miembro, un gran pico de momento de flexión negativo por lo general aparece en la parte superior del muelle de la viga principal. Para pilares de paredes delgadas dobles, cada posición del muelle tiene dos puntos de apoyo para la viga principal, y el momento de flexión negativo de la viga principal aquí será cortado en su punto máximo, y el momento de flexión negativo máximo será mucho más pequeño que el de los pilares de una sola extremi. Por lo tanto, cuando los pilares de doble pared delgada Se adoptan, la altura de la viga de la viga principal en la conexión fija entre el muelle y la viga se puede hacer más bajo, y la estructura es más ligero y más hermoso.

En general, solo pilares de pared delgada Tienen mayor resistencia al empuje y fuerza torsional que los pilares de doble pared delgada, pero su flexibilidad no es tan buena como la de los pilares de doble pared delgada, lo que permite una menor cantidad de deformación longitudinal alo largo del puente. Sin embargo, con el aumento de la altura del muelle, la flexibilidad de los pilares de pared delgada individuales También aumenta. Por lo tanto, cuando la altura del muelle es muy alta, es más razonable adoptar pilares de pared delgada individuales Como el tipo de muelle. La conexión fija entre el muelle y la viga de la viga continua puede reducir el pico de momento de flexión negativo en la columna del muelle de la viga principal, por lo que la distribución de la fuerza interna de la estructura superior es más uniforme. Bajo el mismo volumen de ingeniería, debido a los dos puntos de apoyo en una posición de muelle del muelle de doble pared, el espacio neto de cada tramo de la viga principal se reduce, la fuerza interna de la viga principal también se reduce en consecuencia, y la estructura superior es más económica.

Para concluir

En resumen, la selección de pilares de doble pared delgada Y pilares de pared delgada individuales Para los puentes de estructura rígida continua debe basarse en una evaluación integral de la altura del muelle, el entorno topográfico, las condiciones de construcción y la economía: cuando la altura del muelle es inferior a 50m y es necesario adaptarse a la gran deformación longitudinal alo largo del puente y el entorno de viento cruzado en cañones, pilares de doble pared delgada Son más adecuados debido a sus ventajas de adaptabilidad de deformación fuerte y distribución uniforme de la fuerza interna; Cuando la altura del muelle supera los 50m y los altos requisitos se colocan en la conveniencia de construcción y torsional y la rigidez de empuje, pilares de pared delgada solo Puede satisfacer mejor las necesidades de la seguridad estructural y la operación a largo plazo. Comprender con precisión las características técnicas y los límites aplicables de los dos tipos de muelle es la clave para realizar la unidad de la ciencia, la economía y la seguridad en el diseño de ingeniería de puentes de estructura rígida continua. Basándonos en la acumulación técnica profesional, analizprofundamente la lógica central de los componentes de ingeniería y ofrecemos soluciones profesionales con apoyo teórico y orientación práctica para el diseño y construcción de ingeniería de puentes.